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專利名稱：用電子成像手段實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用電子成像手段實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
穩(wěn)像系統(tǒng)按照作用原理可分為三類機(jī)械式穩(wěn)像、光學(xué)穩(wěn)像和電子穩(wěn)像。機(jī)械式穩(wěn)像是將整個(gè)系統(tǒng)置于一個(gè)穩(wěn)定的平臺(tái)上，通過(guò)慣性元件敏感載體的姿態(tài)角變化，得到系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大后驅(qū)動(dòng)電機(jī)或壓電陶瓷來(lái)保持成像系統(tǒng)整體或穩(wěn)像關(guān)鍵部件的穩(wěn)定，以保證圖像穩(wěn)定。光學(xué)穩(wěn)像則是在光路中設(shè)置一些光學(xué)元件(如可變光鍥、佩肯棱鏡)作為對(duì)不穩(wěn)定圖像的補(bǔ)償。而電子穩(wěn)像則是直接從數(shù)字圖像中找到每一幀圖像相對(duì)于參考圖像的全局運(yùn)動(dòng)矢量，然后解算出的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)而控制圖像傳感器輸出像素各行列的起始讀取位置，從而達(dá)到圖像補(bǔ)償穩(wěn)定的目的。
目前的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡普遍采用光學(xué)穩(wěn)像的方法，即把一個(gè)固定在機(jī)械陀螺環(huán)架上的佩肯棱鏡裝入成像光路中，陀螺環(huán)架允許佩肯棱鏡有一定程度的空間自由度。當(dāng)成像系統(tǒng)的整體發(fā)生晃動(dòng)時(shí)，利用機(jī)械陀螺的慣性，控制成像光路中佩肯棱鏡的空間姿態(tài)保持不變，達(dá)到圖像穩(wěn)定的目的。
目前，人們對(duì)光學(xué)穩(wěn)像效果的測(cè)試都是通過(guò)穩(wěn)像前后所見圖像的對(duì)比憑主觀判斷，這樣的測(cè)試一方面缺少客觀的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，另一方面只有穩(wěn)像系統(tǒng)是否有效的定性結(jié)論，而不能對(duì)多個(gè)穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行定量的比較，更無(wú)法進(jìn)一步對(duì)穩(wěn)像的中間過(guò)程進(jìn)行分析，因此也難以定義這方面的技術(shù)指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種用電子成像手段實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測(cè)試裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是1、本實(shí)用新型的的測(cè)試方法包括單幅圖像的圖像熵計(jì)算和圖像序列的測(cè)試曲線的獲取。單幅圖像的圖像熵按照公式H=-Σi=0npiln(pi)]]>計(jì)算，式中n為灰級(jí)數(shù)，i為各點(diǎn)像素灰度值，pi為像素在每個(gè)灰度級(jí)i上出現(xiàn)的相對(duì)概率，然后以獲取圖像的時(shí)間作為橫坐標(biāo)，以各幅圖像的圖像熵作為縱坐標(biāo)繪制成圖像序列的測(cè)試曲線。
2、本實(shí)用新型的的測(cè)試裝置包括成像標(biāo)板、振動(dòng)平臺(tái)、穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡、圖像傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換卡、計(jì)算機(jī)；穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡安裝在振動(dòng)平臺(tái)上，圖像傳感器固定在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡一個(gè)鏡筒末端的人眼觀察位置，成像標(biāo)板安裝在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)范圍內(nèi)，圖像傳感器通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換卡接入計(jì)算機(jī)。
所述的成像標(biāo)板由黑條紋和白條紋構(gòu)成一組，沿橫行和縱向均勻排列組成，振動(dòng)平臺(tái)是以小于30Hz的頻率振動(dòng)的振動(dòng)平臺(tái)，圖像傳感器是敏通MTV-368型電荷耦合器件CCD或OV8610型互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體傳感器CMOS，模數(shù)轉(zhuǎn)換卡為雅美森MPEG-TV型，計(jì)算機(jī)為華碩M2E型或兼容型計(jì)算機(jī)。
本實(shí)用新型具有的有益的效果是用電子成像手段解決了穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的評(píng)價(jià)問(wèn)題，提供了評(píng)價(jià)穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的客觀指標(biāo)，為多個(gè)穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡效果提供了定量比較的參數(shù)，同時(shí)也提供了對(duì)穩(wěn)像的中間過(guò)程進(jìn)行分析的手段。


圖1是本實(shí)用新型的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型所需要的成像標(biāo)板樣式圖；圖3是用本實(shí)用新型的測(cè)試方法和測(cè)試裝置獲得的一條典型的測(cè)試曲線。
具體實(shí)施方式
測(cè)試方法包括單幅圖像的圖像熵計(jì)算和圖像序列的測(cè)試曲線的獲取。單幅圖像的圖像熵按照公式H=-Σi=0npiln(pi)]]>計(jì)算，式中n為灰級(jí)數(shù)，i為各點(diǎn)像素灰度值，pi為像素在每個(gè)灰度級(jí)i上出現(xiàn)的相對(duì)概率，然后以獲取圖像的時(shí)間作為橫坐標(biāo)，以各幅圖像的圖像熵作為縱坐標(biāo)繪制成圖像序列的測(cè)試曲線。
測(cè)試裝置如圖1所示，包括成像標(biāo)板1、振動(dòng)平臺(tái)2、穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡3、圖像傳感器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換卡5、計(jì)算機(jī)6。如圖2所示，成像標(biāo)板1由黑條紋和白條紋構(gòu)成一組，沿橫行和縱向均勻排列組成，一組黑白條紋在視場(chǎng)中占據(jù)的位置較小，以保證振動(dòng)平臺(tái)振動(dòng)時(shí)，視場(chǎng)中兩種條紋的面積比值基本上保持不變。振動(dòng)平臺(tái)2是以小于30Hz的頻率振動(dòng)的振動(dòng)平臺(tái)，穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡3用剛性連接安裝在振動(dòng)平臺(tái)上，使穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡與振動(dòng)平臺(tái)以相同的頻率運(yùn)動(dòng)。圖像傳感器4是敏通MTV-368型電荷耦合器件CCD或OV8610型互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體傳感器CMOS，圖像傳感器固定在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡一個(gè)鏡筒末端的人眼觀察位置，獲得成像標(biāo)板的圖像，以保證獲得的圖像與人眼觀察到的圖像一致。成像標(biāo)板1安裝在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡3的視場(chǎng)范圍內(nèi)，圖像傳感器4通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換卡5接入計(jì)算機(jī)6(如果圖像傳感器是CMOS，模數(shù)轉(zhuǎn)換卡可以省略，因?yàn)檫@種情況下模數(shù)轉(zhuǎn)換是集成在圖像傳感器中的)。模數(shù)轉(zhuǎn)換卡為雅美森MPEG-TV型，計(jì)算機(jī)為華碩M2E型或兼容型計(jì)算機(jī)。
測(cè)試時(shí)，首先開啟振動(dòng)臺(tái)，這時(shí)望遠(yuǎn)鏡的穩(wěn)像機(jī)構(gòu)不發(fā)揮作用，圖像處于不穩(wěn)定狀態(tài)。然后啟動(dòng)穩(wěn)像機(jī)構(gòu)，圖像將逐漸穩(wěn)定，這樣計(jì)算機(jī)記錄的圖像序列就是圖像從不穩(wěn)定到穩(wěn)定的整個(gè)變化過(guò)程，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，得出穩(wěn)定程度測(cè)試曲線(一條典型的測(cè)試曲線如圖3所示)。
權(quán)利要求1.一種用電子成像手段實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測(cè)試裝置，其特征在于包括成像標(biāo)板(1)、振動(dòng)平臺(tái)(2)、穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡(3)、圖像傳感器(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換卡(5)、計(jì)算機(jī)(6)；穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡(3)安裝在振動(dòng)平臺(tái)(2)上，圖像傳感器(4)固定在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡(3)一個(gè)鏡筒末端的人眼觀察位置，成像標(biāo)板(1)安裝在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡(3)的視場(chǎng)范圍內(nèi)，圖像傳感器(4)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換卡(5)接入計(jì)算機(jī)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用電子成像手段實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測(cè)試裝置，其特征在于所述的成像標(biāo)板(1)由黑條紋和白條紋構(gòu)成一組，沿橫行和縱向均勻排列組成，振動(dòng)平臺(tái)(2)是以小于30Hz的頻率振動(dòng)的振動(dòng)平臺(tái)，圖像傳感器(4)是敏通MTV-368型電荷耦合器件CCD或OV8610型互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體傳感器CMOS，模數(shù)轉(zhuǎn)換卡(5)為雅美森MPEG-TV型，計(jì)算機(jī)(6)為華碩M2E型或兼容型計(jì)算機(jī)。
專利摘要一種用電子成像手段實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡測(cè)試裝置。穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的測(cè)試方法是使用圖像的圖像熵評(píng)價(jià)圖像的穩(wěn)定程度，并將圖像序列的圖像熵繪制成測(cè)試曲線以評(píng)價(jià)望遠(yuǎn)鏡穩(wěn)像系統(tǒng)的性能。穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的測(cè)試裝置是穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡安裝在振動(dòng)平臺(tái)上，圖像傳感器固定在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡一個(gè)鏡筒末端的人眼觀察位置，成像標(biāo)板安裝在穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)范圍內(nèi)，圖像傳感器通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換卡接入計(jì)算機(jī)。其中成像標(biāo)板由黑白條紋組成，并沿著橫向和縱向均勻分布。用電子成像手段解決了穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的評(píng)價(jià)問(wèn)題，提供了評(píng)價(jià)穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡的客觀指標(biāo)，為多個(gè)穩(wěn)像望遠(yuǎn)鏡效果提供了定量比較的參數(shù)，同時(shí)也提供了對(duì)穩(wěn)像的中間過(guò)程進(jìn)行分析的手段。
文檔編號(hào)G01M11/00GK2763826SQ20042008649
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者李奇, 徐之海, 馮華君, 嚴(yán)安柱, 項(xiàng)舒年 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 浙江華東光電儀器有限公司